设备设计与选型
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化工厂装置的设备选型与设计原则化工厂装置的设备选型与设计原则是确保化工生产过程的高效运行和安全性的重要环节。
本文将从设备选型和设计原则两个方面进行探讨。
一、设备选型在化工厂装置的设备选型中,需要考虑以下几个方面。
1. 工艺要求:根据生产工艺的要求,选择适合的设备。
不同的化工生产过程需要不同的设备,如反应器、蒸馏塔、搅拌槽等。
设备的选型要满足工艺参数和操作要求,确保生产过程的顺利进行。
2. 材料选择:根据介质的性质选择合适的材料。
化工生产中,介质的性质可能包括高温、高压、腐蚀性等特点,因此设备的材料选择非常重要。
选用耐腐蚀、耐高温、耐压的材料,能够提高设备的使用寿命和安全性。
3. 设备性能:考虑设备的性能指标,如传热效率、传质效率、能耗等。
设备的性能直接影响到生产效率和产品质量,因此在选型时需要综合考虑。
4. 经济性:设备选型还需要考虑经济性因素。
选择性价比高的设备,能够降低投资成本和运营成本,提高企业的经济效益。
二、设计原则化工厂装置的设计原则是确保设备的安全性和可靠性,保障生产过程的顺利进行。
1. 安全设计:化工装置的设计必须考虑安全因素。
包括设备的结构强度、防爆措施、防火措施等。
在设计过程中,需要充分考虑设备的安全性,采取相应的措施确保操作人员和设备的安全。
2. 可维护性设计:设备的维护保养对于化工装置的正常运行至关重要。
因此,在设计过程中要考虑设备的可维护性,包括易于拆卸、易于清洁、易于更换等方面的设计。
3. 节能设计:化工生产过程中,能源消耗是一个重要的成本。
因此,在设计过程中要考虑节能措施,如合理利用余热、采用高效传热设备等,以降低能源消耗。
4. 环保设计:化工生产对环境的影响是不可忽视的。
在设计过程中要考虑环境保护因素,选择环保设备和工艺,减少废水、废气、废渣的排放,保护环境。
5. 灵活性设计:化工生产过程中,市场需求和工艺技术可能会发生变化。
因此,在设计过程中要考虑设备的灵活性,方便进行工艺调整和设备改造。
化工设备设计与选型化工行业是一个广泛的行业领域,包括石油化工、冶金化工、化学品制造、塑料加工等众多领域。
在化工生产过程中,化工设备的设计和选型起着至关重要的作用,直接影响着生产效率、产品质量和安全性。
本文将就化工设备的设计和选型进行探讨。
一、化工设备设计1. 设计原则在化工设备的设计中,有几个重要的原则需要遵循。
首先是安全性原则,化工设备应具备可靠的安全保护措施,防止事故发生。
其次是可操作性原则,设备的设计应符合操作人员的实际需求,方便操作和维护。
最后是高效性原则,化工设备应设计合理,充分利用能源,提高生产效率。
2. 设计步骤化工设备的设计一般包括以下几个步骤:(1)确定设计目标:根据生产需求和工艺流程确定设备的主要参数,如产量、温度、压力等。
(2)制定设备流程图:根据工艺流程和设备参数,绘制出设备的流程图,明确设备的组成部分和操作顺序。
(3)进行设计计算:根据设备的工作原理和流程图,进行设计计算,包括热力计算、强度计算等,确保设备的设计合理。
(4)绘制设备图纸:根据设计计算结果,绘制设备的详细图纸,包括设备的结构图、布置图、管道图等。
(5)进行方案评审:将设计图纸提交给专业人员进行评审,对设计方案进行优化,确保设备设计符合实际需求。
(6)进行设备制造:经过方案评审后,开始进行设备的制造和安装,确保设备的质量和安全性。
二、化工设备选型1. 选型原则在进行化工设备选型时,需要考虑以下几个原则。
首先是适用性原则,选择的设备应适用于具体的生产工艺和工艺参数。
其次是可靠性原则,选择的设备应具备良好的运行稳定性和可靠性,以确保生产过程的连续性和稳定性。
最后是经济性原则,选择的设备应具备较低的投资和运行成本,以提高生产效益。
2. 选型方法化工设备的选型可以采用以下方法:(1)参考规范和标准:根据行业规范和标准,选择符合要求的设备。
(2)咨询专业人士:咨询专业工程师或设备供应商,了解不同设备的性能和优缺点,进行选择。
设备的设计与选型概述引言设备的设计和选型是产品开发过程中关键的一步。
合理的设计与选型能够直接影响到产品的性能、功能和可靠性,因此在产品设计阶段需要认真对待。
本文旨在概述设备的设计与选型过程,介绍设计的要点和选型的考虑因素,以帮助读者了解设备的设计与选型的重要性。
设计的要点设备的设计是产品开发阶段中的核心环节,它涉及到外观设计、内部结构设计、电路设计等多个方面。
以下是设备设计的一些要点:1. 外观设计外观设计是产品的第一印象,它能够直接影响用户对产品的认知和接受度。
在外观设计中,需要考虑以下因素:•产品的定位和目标用户群体•产品的功能和特点•产品的材质和工艺通过合理的外观设计,可以使产品更加吸引人,提升用户体验。
2. 内部结构设计内部结构设计是设备的骨架,它决定了设备的稳定性和可靠性。
在内部结构设计中,需要考虑以下因素:•设备的布局和模块划分•板卡和连接件的选择•散热和防尘措施通过合理的内部结构设计,可以提高设备的稳定性,减少故障率。
3. 电路设计电路设计是设备的核心部分,它决定了设备的功能和性能。
在电路设计中,需要考虑以下因素:•电源系统的设计和选择•信号处理和控制电路的设计•电路的稳定性和抗干扰能力通过合理的电路设计,可以提高设备的性能,增加其功能和实用性。
选型的考虑因素设备的选型是在设计的基础上进行的,它涉及到诸多因素的综合考虑。
以下是设备选型的一些考虑因素:1. 性能需求根据设备的使用场景和应用需求,需要对设备的性能进行明确的规定。
例如,设备的处理能力、存储容量、传输速率等。
在选型过程中,需要与供应商进行充分的沟通,确保选型的设备能够满足产品的性能需求。
2. 成本控制成本是企业生产力的重要因素,因此在选型过程中需要充分考虑成本的控制。
需要综合考虑设备价格、运营成本、维护成本等因素,寻找性价比最高的设备。
3. 可靠性和稳定性设备的可靠性和稳定性直接影响到产品的质量和用户体验。
在选型过程中,需要考虑设备的质量口碑、供应商的信誉、售后服务等因素,确保选型的设备能够稳定运行。
设备设计与选型7.1全厂设备概况及主要特点全厂主要设备包括反应器6台,塔设备3台,储罐设备8台,泵设备36台,热交换器19台,压缩机2台,闪蒸器2台,倾析器1台,结晶器2台,离心机1台,共计80个设备。
本厂重型机器多,如反应器、脱甲苯塔、脱重烃塔,设备安装时多采用现场组焊的方式.在此,对反应器、脱甲苯塔等进行详细的计算,编制了计算说明书。
对全厂其它所有设备进行了选型,编制了各类设备一览表(见附录).7。
2反应器设计7.2.1概述反应是化工生产流程中的中心环节,反应器的设计在化工设计中占有重要的地位。
7.2。
2反应器选型反应器的形式是由反应过程的基本特征决定的,本反应的的原料以气象进入反应器,在高温低压下进行反应,故属于气固相反应过程。
气固相反应过程使用的反应器,根据催化剂床层的形式分为固定床反应器、流化床反应器和移动床反应器。
1、固定床反应器固定床反应器又称填充床反应器,催化剂颗粒填装在反应器中,呈静止状态,是化工生产中最重要的气固反应器之一。
固定床反应器的优点有:①反混小②催化剂机械损耗小③便于控制固定床反应器的缺点如下:①传热差,容易飞温②催化剂更换困难2、流化床反应器流化床反应器,又称沸腾床反应器。
反应器中气相原料以一定的速度通过催化剂颗粒层,使颗粒处于悬浮状态,并进行气固相反应.流态化技术在工业上最早应用于化学反应过程。
流化床反应的优点有:①传热效果好②可实现固体物料的连续进出③压降低流化床反应器的缺点入下:①返混严重②对催化剂颗粒要求严格③易造成催化剂损失3、移动床反应器移动床反应器是一种新型的固定床反应器,其中催化剂从反应器顶部连续加入,并在反应过程中缓慢下降,最后从反应器底部卸出.反应原料气则从反应器底部进入,反应产物由反应器顶部输出,在移动床反应器中,催化剂颗粒之间没有相对移动,但是整体缓慢下降,是一种移动着的固定床,固得名。
本项目反应属于低放热反应,而且催化剂在小试的时候曾连续运行1000小时不发生失活,所以为了最大限度的发挥催化剂高选择性和高转化率的优势,减少催化剂损失,流程的反应器采用技术最成熟的固定床反应器。
过程设备设计与选型的主要内容过程设备设计与选型是指对工业过程设备进行设计和选择的过程。
它包括了以下主要内容:1.设计要求和规范:明确工业过程的要求和规范,例如生产能力、操作参数、工艺流程、环境要求等。
这些信息将对设备的设计和选型产生重要影响。
2.工艺流程分析:对整个工艺流程进行分析,包括原料处理、反应过程、处理和分离、产品收集等。
了解每个步骤的输入、输出、温度、压力和流量等参数,以及所需的操作和设备。
3.设备选型:根据工艺流程要求,选择适合的设备。
这可能涉及到反应器、分离器、加热器、冷却器、储存罐、泵和阀门等等。
设备的选择应考虑工艺要求、可靠性、安全性、可维护性、可操作性和经济性等因素。
4.材料选择:选择适合的材料来制造设备。
材料的选择应考虑流体的特性(如腐蚀性、温度和压力)、设备的寿命和成本等因素。
5.设备设计和布局:根据工艺要求和设备选型,进行设备细节设计和布局。
这包括设备的大小、形状、连接管道和支撑结构等。
6.安全性分析:对设备的安全性进行评估和分析,防止潜在的危险和意外。
这可能需要进行风险评估、安全阀和爆破片的设计、操作规程等。
7.运营成本分析:评估设备的运营成本,包括能耗、维护成本、备件需求和人工成本等方面的考虑。
8.经济性分析:评估设备的投资回报,包括设备的购买成本、运营成本以及技术和市场风险等。
以上是过程设备设计与选型的主要内容。
这个过程需要综合考虑工艺要求、设备的性能和可用性、安全性、经济性以及可操作性等因素,以确保设备的良好运行和工业过程的有效实施。
设备设计与选型引言设备设计与选型是在工程项目中非常重要的一步。
合理的设备设计与选型可以确保项目的顺利进行和高效运作。
在本文中,我们将介绍设备设计与选型的一些基本概念和流程,并提供一些建议,以帮助您进行有效的设备设计和选型。
设备设计基本概念设备设计是指根据项目需求和技术要求进行设备的详细设计过程。
在设备设计中,需考虑诸多因素,如项目的规模、功能要求、性能指标、可靠性要求、成本效益等。
设备设计的基本概念包括:1.功能要求:明确设备需要实现的功能,如控制、传感、监测等功能。
2.性能指标:确定设备需要达到的性能指标,如精度、响应速度、输出功率等。
3.可靠性要求:设备的可靠性是保证设备长期运行的关键,需要考虑设备的寿命、稳定性和维护成本等。
4.成本效益:设备设计需要考虑成本效益,包括设备的采购成本、运行成本和维护成本等。
设备选型流程设备选型是根据设备设计需求和技术要求,筛选合适的设备进行购买的过程。
设备选型的流程主要包括以下几个步骤:1.确定设备需求:根据项目的功能要求、性能指标和可靠性要求,明确需要购买的设备的基本参数和规格。
2.市场调研:通过网络、参展和咨询等方式,了解市场上各种设备的类型、品牌、性能和价格等信息。
3.技术评估:对市场上符合需求的设备进行技术评估,包括设备的技术数据、性能测试和用户评价等。
4.制定选型方案:根据技术评估结果,制定设备选型方案,包括挑选设备的品牌、型号和规格等具体信息。
5.比较与选择:将不同设备的选型方案进行比较和权衡,选择最适合项目需求和预算的设备。
6.报价与采购:根据选定的设备型号和供应商,向供应商索取报价,与供应商进行谈判,并最终确定采购方案。
7.设备安装与调试:将采购的设备进行安装和调试,确保设备能够正常运行并满足项目需求。
设备设计与选型建议在进行设备设计和选型时,以下是一些常见的建议和注意事项:1.充分了解项目需求:在进行设备设计和选型之前,充分了解项目的功能要求、性能指标和可靠性要求等,确保选出的设备能够满足项目的实际需求。
设备设计与选型7.1全厂设备概况及主要特点全厂主要设备包括反应器6台,塔设备3台,储罐设备8台,泵设备36台,热交换器19台,压缩机2台,闪蒸器2台,倾析器1台,结晶器2台,离心机1台,共计80个设备。
本厂重型机器多,如反应器、脱甲苯塔、脱重烃塔,设备安装时多采用现场组焊的方式。
在此,对反应器、脱甲苯塔等进行详细的计算,编制了计算说明书。
对全厂其它所有设备进行了选型,编制了各类设备一览表(见附录)。
7.2反应器设计7.2.1概述反应是化工生产流程中的中心环节,反应器的设计在化工设计中占有重要的地位。
7.2.2反应器选型反应器的形式是由反应过程的基本特征决定的,本反应的的原料以气象进入反应器,在高温低压下进行反应,故属于气固相反应过程。
气固相反应过程使用的反应器,根据催化剂床层的形式分为固定床反应器、流化床反应器和移动床反应器。
1、固定床反应器固定床反应器又称填充床反应器,催化剂颗粒填装在反应器中,呈静止状态,是化工生产中最重要的气固反应器之一。
固定床反应器的优点有:①反混小②催化剂机械损耗小③便于控制固定床反应器的缺点如下:①传热差,容易飞温②催化剂更换困难2、流化床反应器流化床反应器,又称沸腾床反应器。
反应器中气相原料以一定的速度通过催化剂颗粒层,使颗粒处于悬浮状态,并进行气固相反应。
流态化技术在工业上最早应用于化学反应过程。
流化床反应的优点有:①传热效果好②可实现固体物料的连续进出③压降低流化床反应器的缺点入下:①返混严重②对催化剂颗粒要求严格③易造成催化剂损失3、移动床反应器移动床反应器是一种新型的固定床反应器,其中催化剂从反应器顶部连续加入,并在反应过程中缓慢下降,最后从反应器底部卸出。
反应原料气则从反应器底部进入,反应产物由反应器顶部输出,在移动床反应器中,催化剂颗粒之间没有相对移动,但是整体缓慢下降,是一种移动着的固定床,固得名。
本项目反应属于低放热反应,而且催化剂在小试的时候曾连续运行1000小时不发生失活,所以为了最大限度的发挥催化剂高选择性和高转化率的优势,减少催化剂损失,流程的反应器采用技术最成熟的固定床反应器。
7.6.设备设计与选型年产10000吨99%纯度的味精厂,发酵车间主要设备的设计与选型。
7.6 发酵罐7.6.1发酵罐的选型耗气发酵罐的研究从40年代开始,取得了一系列的成果,各种罐型纷纷出现。
当前,我国谷氨酸发酵占统治地位的发酵罐仍是机械涡轮搅拌通风发酵罐,即大家常说的通用罐。
本次设计选用涡轮搅拌通风发酵罐。
选用这种发酵罐的原因主要有:历史悠久,资料齐全,在比拟放大方面积累了较丰富的成功经验,成功率高。
7.6.2生产能力、数量和容积的确定㈠发酵罐容积的确定随着科技的发展,现有的发酵罐容量系列有:5,10,20,50,60,75,100,120,150,200,250,500m3等等。
一般说来单罐容量越大,经济性能越好,但风险也越大,要求技术管理水平也越高,根据生产的规模和实用性,可以先选择公称容积为100 m3的六弯叶机械搅拌通风发酵罐。
㈡生产能力的计算现每天产99%纯度的味精33.4吨,谷氨酸生产周期为48h(包括发酵、发酵罐清洗、灭菌进出物料等辅助操作时间)。
则每天需发酵液体积为V发酵。
每天产纯度为99%的味精33.4吨,每吨100%的味精需发酵糖液13.36m3:V发酵=13.36×33.4×99%=442(m3)发酵罐填充系数为ψ=75%,则每天需要发酵罐的总容积为V0(生产周期为48h)。
V0= V发酵/ψ=442/0.75=589.01568(m3)㈢发酵罐个数的确定以公称容积为100 m3的六弯叶机械搅拌通风发酵罐为基础,则需要发酵罐的个数为N。
查表知公称容积为100 m3的发酵罐的总容积为V总=118 m3,则有N= V发酵τ/(V总ψ.24)=442×48/(118×0.75×24)=9.98(个)则需要取公称容积为100 m3的发酵罐10个;实际产量为:)(t 33.10031300484424.33241075.0118=⨯⨯⨯⨯⨯⨯富裕量:(10031.33 -10000)/10000=0.31%,满足产量要求。
设备设计选型操作规程最新《设备设计选型操作规程最新》一、背景随着科技的发展和市场的竞争,各种设备在设计和选型过程中面临着越来越多的选择。
为了确保设备的性能和质量,公司需要建立一套科学的设备设计选型操作规程。
二、目的设备设计选型操作规程的目的是为了规范和标准化公司内设备设计和选型的流程,提高选型的效率和准确性,降低因选型不当而带来的风险和损失。
三、适用范围本规程适用于公司内所有设备的设计和选型过程,包括但不限于生产设备、办公设备、测试设备等。
四、程序1. 设备需求确认在开始设备选型之前,需要明确设备的功能需求、技术参数、预算和交付时间等要求。
2. 市场调研通过市场调研确定目前市场上相符合需求的设备品牌和型号,并了解相关的技术发展趋势和价格情况。
3. 技术评估对市场上的设备进行技术评估,包括性能指标、质量控制、售后服务等方面的考量。
4. 成本评估评估各个品牌和型号的设备的成本和性价比,最终确定最佳的选型方案。
5. 审批和确定经过上述步骤的筛选和评估,最终确定最适合公司需求的设备,并经相关部门审批确认。
6. 采购和实施根据最终确定的设备选型方案,进行采购和实施,确保设备的安装和使用符合相关标准和要求。
五、责任部门设备设计选型的负责部门包括需求部门、采购部门、技术部门等相关职能部门。
各个部门严格按照规程执行,做好选型工作。
六、监督与管理公司内设备设计选型过程需要严格按照相关管理制度执行,确保流程的规范和透明。
七、收尾工作设备设计选型结束后,需要对整个过程进行总结和评估,吸取经验教训,不断完善规程和提高工作效率。
八、附则本规程由公司设备设计选型管理部门负责解释和审定,定期根据市场和技术发展的变化进行更新和调整。
通过建立科学、规范的设备设计选型操作规程,可以使公司更好地把握市场机遇,提高设备选型的准确性和效率,为公司的发展提供有力支持。
综采工作面设备选型设计与选型原则一、概述综采工作面设备在煤矿生产中起着至关重要的作用,其选型设计直接影响生产效率和安全生产。
综采工作面设备选型设计与选型原则是煤矿生产中不可忽视的重要环节。
本文将从综采工作面设备的选型设计与选型原则展开讨论。
二、综采工作面设备选型设计的重要性1. 提高生产效率综采工作面设备选型设计的合理性直接影响煤矿生产的效率。
选择适用的设备能够提高生产效率,降低生产成本,实现经济效益最大化。
2. 保障安全生产选型设计合理的设备符合煤矿安全生产的要求,能够降低事故发生的概率,保障生产安全。
3. 改善工作环境合适的设备能够改善工作环境,为员工提供良好的劳动条件,提高工作舒适度,减少劳动强度。
三、综采工作面设备选型设计的原则1. 适用性原则综采工作面设备选型设计首先要考虑设备的适用性,即根据煤矿特点、工作面情况和生产需求进行选型,确保设备能够适应实际生产环境需求。
2. 安全性原则安全是煤矿生产的首要任务,设备的选型设计必须符合安全生产的要求,选择具有良好安全性能的设备,确保生产过程中不发生安全事故。
3. 经济性原则选型设计需要考虑设备的经济性,包括设备的购置成本、使用成本和维护成本,确保设备的选型能够达到经济效益最大化。
4. 可靠性原则设备选型设计要考虑设备的可靠性,选择具有良好可靠性能的设备,减少设备故障,提高生产效率。
5. 环保性原则随着环保意识的增强,设备选型设计也要考虑设备的环保性能,选择符合环保要求的设备,减少对环境的污染。
6. 适度先进原则设备的选型设计要适度先进,即在确保设备功能性的前提下,选择新型、先进的设备,提升生产效率和品质。
四、综采工作面设备选型设计的注意事项1. 全面了解设备参数在选型设计前,要对需要选型的设备参数进行全面了解和分析,包括设备的技术指标、性能参数、生产能力等,确保选型设计的准确性。
2. 尊重生产现场选型设计必须充分尊重生产现场的实际情况,根据工作面的地质条件、煤层厚度、倾角、硬度等因素进行选型设计,避免盲目选择标准设备,导致不适用于实际生产。
设备设计与选型培训资料1. 引言设备设计与选型是工程设计中的重要环节。
正确的设备设计和选型能够保证工程项目的顺利进行,并实现项目的技术要求和经济效益。
本资料将介绍设备设计与选型的基本原则和方法,帮助读者更好地进行设备设计与选型工作。
2. 设备设计原则设备设计的目标是满足工程项目的技术要求和经济效益,具体的设计原则如下:2.1 技术要求设备设计要满足工程项目的技术要求,包括但不限于以下几个方面:•设备的功能和性能要满足项目需求。
•设备的可靠性和稳定性要满足项目要求。
•设备的安全性和可操作性要满足相关标准和规范。
•设备的维护和保养要方便和经济。
2.2 经济效益设备设计要考虑经济效益,包括但不限于以下几个方面:•设备的购买成本要合理并符合项目预算。
•设备的运行成本要低,并考虑到设备寿命内的累计成本。
•设备的能耗要低,尽可能采用节能型设备。
2.3 环保要求设备设计要考虑环保要求,包括但不限于以下几个方面:•设备的生产过程应该尽量减少对环境的污染。
•设备的运行过程应该尽量减少废弃物和污染物的产生。
•设备的废弃处理要符合环保要求。
3. 设备选型方法设备选型是根据工程项目的具体要求和限制条件,从多个候选设备中选择最合适的设备。
以下是设备选型的方法和步骤:3.1 确定需求首先需要明确工程项目的需求,包括但不限于以下几个方面:1.功能需求:明确设备应该具备的功能和性能要求。
2.空间需求:根据实际场地情况确定设备的尺寸和布置要求。
3.技术要求:根据项目需求确定设备的技术指标和要求。
3.2 筛选候选设备根据需求确定合适的设备类型,并从多个厂家和品牌中筛选候选设备。
筛选的依据包括但不限于以下几个方面:1.设备的功能和性能要满足项目需求。
2.设备的质量和可靠性要符合要求。
3.设备的价格要合理并符合项目预算。
4.设备厂家的声誉和历史记录要良好。
3.3 进行评估和选择对候选设备进行评估和比较,并选择最合适的设备。
评估的指标包括但不限于以下几个方面:1.技术指标:对设备的技术指标进行比较,如功率、效率、产能等。
第十六章设备的设计与选型▪16.1 概述▪16.2 专业设备的设计与选型▪16.3 通用设备的设计与选型▪16.4 非标准设备的设计与选型▪16.5 设备一览表16.2 专业设备的设计与选型四、专业设备设计与选型的实例以3000t/a味精厂发酵车间为例(99%味精);(一)、间隙操作设备设计与选型1000Kg100%味精:需15%的糖液15.66m3 ;1、发酵罐(10)接管设计(10)接管设计①接管长度h的设计根据直径及有无保温层,一般取100-200mm;②接管直径的确定依据:流体力学方程式;如排料管(也为通气管):装料77.5m3,排料时间2t,物料体积流量:Q=77.5/(3600×2)=0.0108 (m3/s)流速取v=1m/s,排料管截面积F物:F物=Q/v= 0.0108/1=0.011(m2)管径d物=(F物/0.785)0.5=(0.011/0.785) 0.5=0.118(m)选取无缝钢管Φ133×4,d in=125mm﹥118mm按通气管计算:压缩空气:0.4MPa,30℃;支管:气速20-25m/s,通气比0.1-0.18vvm;(状态0.1MPa,20℃);通气量Q1=77.5×0.18=14(m3/min)=0.23(m3/s)折算为工作状态下即0.4MPa,30℃下的通气量:Q f=0.23×(0.1/0.35) ×[(273+30)/(273+20)]=0.068(m3/s)取风速v=25m/s,通气管F f=Q f/v= 0.068/25=0.0027(m2)d气=(F f/0.785)0.5=(0.0027/0.785) 0.5=0.06(m)取d物和d气中大值,即取Φ133×4。
排料时间复核:Q=0.0108 (m3/s),v=1m/sF物=0.785×0.1252=0.0123(m2)相同流速下,体积流量比为:P=Q/F物v=0.0108/0.0123×1=0.88(倍)t=2×0.88=1.8(h)(11)支座选择类型:卧式支座和立式支座;卧式支座:支腿、圈型、鞍型支座;立式支座:悬挂、支撑、裙式支座;对﹥77.5m3罐:裙式支座;3、空气分过滤器分过滤器:装超细玻璃纤维材料;空罐气速:0.2-1.5m/s,通过滤层气速:1.0-1.5m/s,花板:开孔Φ8,开孔率40%;(1)种子罐分过滤器①过滤层直径的计算D滤层=[4V/(πv s)]0.5V:通过分过滤器的空气流量(0.4MPa,m3/s),V=0.775×0.18×(0.1/0.4) ×(305/293) ×(1/60)=0.0006(m3/s)通过分过滤器的气速v s= 0.2m/s,D滤层=[4V/(πv s)]0.5=[4×0.006/(π×0.2)]0.5=0.062(m)≈70(mm)②分过滤器直径的计算取D过滤器=1.1~1.3D滤层D过滤器=1.3D滤层=1.3×70=91mm≈100mm③分过滤器强度(壁厚)的计算取P设计=1.25P工作=1.25×0.4=0.5MPa[σ]=127MPa,C=0.2mm,过滤器厚度:S=PD/(2[σ]φ-P)+C (cm)=0.5×10/(2×127×0.7-0.5) +0.2=0.23(cm)≈4mm④进出气管与种子罐进出气管相配合,取Φ48×4⑤数量与种子罐(两个)相配合,配两个分过滤器;⑥滤层厚度滤层:5~6层;可在滤层两端加金属丝网;⑦分过滤器高度筒体和锥体高度分别取直径的1.1~1.5 和1.5~2.0;h筒=1.5 D过滤器=1.5×100=150(mm)h锥=1.5 D过滤器=1.5×100=150(mm)(2)发酵罐分过滤器①过滤层直径的计算D滤层=[4V/(πv s)]0.5V:通过发酵罐分过滤器的空气流量(0.4MPa,m3/s),V=77.5×0.18×(0.1/0.4) ×(305/293) ×(1/60)=0.06(m3/s)v s:通过分过滤器的气速,0.2m/s,D滤层=[4V/(πv s)]0.5=[4×0.06/(π×0.2)]0.5=0.62(m)②分过滤器直径的计算一般D过滤器=1.1~1.3D滤层取D过滤器=1.3D滤层=1.3×0.62=0.81m ≈900mm选用无缝钢管,或用钢板卷制;③分过滤器强度(壁厚)的计算取P设计=0.5MPa[σ]=127MPa,C=0.2mm,过滤器厚度:S=PD/(2[σ]φ-P)+C (cm)=0.5×90/(2×127×0.7-0.5) +0.28=0.53(cm)≈6mm④进出气管进出管直径与设备通气管一致,取Φ133×4⑤数量与发酵罐(4个)相配合,配4台分过滤器;⑥滤层厚度滤层:5~6层;⑦分过滤器高度比例参数同种子罐;h筒=1.5 D过滤器=1.5×900=1350(mm)h锥=1.5 D过滤器=1.5×900=1350(mm)16.3 通用设备的设计与选型一、液体输送设备二、气体输送设备三、固体输送设备一、液体输送设备选型液体输送:泵(一)泵的分类和特点■从输送原理分叶片式:离心泵、旋涡泵;容积式:活塞泵、日转式;■特点离心泵:体积小,效率高、运行可靠、控制方便;往复泵:流量与压头无关,调节方式:转速、冲程大小、支路调节;隔膜泵:腐蚀性液体、含固体的悬浮液;旋涡泵:流量小、压头高,效率较低(<40%);齿轮泵:流量小、压头较高,输送粘稠液体,作为板框压滤机的加料泵;螺杆泵:流量稳定、排出压力较高,在高压下输送含固体的悬浮液,连消塔的进料;(二)泵的选择1、选择原则(1)流量按设计要求确定泵的流量;必须考虑:①装置的富余能力及装置内各设备能力的协调平衡;②工艺过程影响流量变化的范围;(2)扬程一般为正常扬程的1.05~1.1倍;(3)装置(系统)的有效汽蚀余量大于泵所允许的汽蚀余量;泵的汽蚀安全系数应取大值,如减压塔的塔压泵的汽蚀安全系数至少取1.3;(4)液面取最低液面;2、选择的方法和步骤(1)列出基本数据①介质的物理性质:密度、黏度、蒸汽压、腐蚀和毒性;②介质中所含固体颗粒和含量;③介质中气体含量;④操作条件:温度、压力(进出口)、流量;⑤泵所处位置情况:环境温度、海拔高度、装置平立面要求、进出口设备液面至泵中心距离及管线当量长度;(2)确定流量和扬程①流量;■正常、最小、最大流量:考虑最大流量;■正常流量:采用安全系数1.1~1.2;■重量流量G:换算为体积流量,Q=G/γ(γ为介质的相对密度)②扬程(或压差):利用伯努利方程求出泵的扬程,乘以1.05~1.1;③选择泵型及泵的具体型号:由介质的物性,流量、扬程→泵类型→具体型号→泵的性能参数;④泵的性能核算;核算→选用→性能曲线→泵的工作点⑤确定泵的几何安装高度;⑥计算泵的轴功率;⑦选定泵的材料及轴封;⑧确定冷却水(或加热蒸汽)的耗量;⑨选定电动机(或蒸汽透平及);⑩确定泵的备用率和台数;11、确定泵的串联或并联;12、填写泵的规格表,性能数据汇总;(三)泵的选择以3000t/a味精厂发酵车间泵的选型;1、连消泵(1)介质:水解糖液密度1.05t/m3 ,黏度范围1.3~0.5×10-3Pa·s,﹤115℃;(2)介质无固体颗粒,澄清、透明;(3)介质无气味;(4)操作条件:温度:60~70℃,;压力:进口侧靠调浆罐液位压送,出口侧设备压力0.4~0.5MPa;流量:最大流量V max=22m3/h,最小流量V min=19.4m3/h,正常流量V=20m3/h;(5)泵安装位置:在车间或泵房中,进口侧在液面下;(6)查有关图表:选择离心泵,型号:IS80-50-200;性能参数:转速2900r/min,流量50m3/h,扬程50m,效率74%;流量用阀门调节;昆明水泵厂生产;备用1台,共2台;2、尿素泵(1)尿素消量设总尿素消量为40%,日用尿素量:(155+1.6)×1.05×40%=6.57(t/d)流加尿素的浓度为40%,尿素溶液总体积为:6.57/40%=16.43(m3/d)≈16.5(m3/d)(2)尿素罐的容量装料系数取75%,两罐轮流操作,每罐容积:16.5/(2×75%)=11.0(m3)(3)泵的选择介质:轻度腐蚀性溶液、黏度低,可选用离心泵;选用IS80-50-200型号单级清夜泵;流量50m3/h,扬程50m,效率74%;操作时间:16.5/50=0.33h≈19.8min3、玉米浆泵同样选用IS80-50-200型号单级清夜泵,1台;二、气体输送设备选型(一)气体输送设备的类型和特点1、类型■容积式往复式:活塞式、膜式回转式:滑片式、螺杆式、转子式;■速度式轴流式、离心式、混流式中小流量:活塞式设备大流量:离心式设备2、特点一般采用低压空气压缩机、送风机、真空泵;高压气体压缩机:CO2和H2回收;(1)空气压缩机①涡轮式空压机■供气量大、出口压强稳定、输出气体不汗油雾;功率消耗较小、结构紧凑、占地面积小;■低压型:出口压力0.25~0.55MPa(表),流量大于100m3/min,电机功率3.5~5kW(压缩1m3/min空气);■国产型号:DA和SAD为单吸,S为双吸,A为涡轮压缩机;字母后数字表示:供气量、出口压力、设计型号;如DA350-41:表示单吸涡轮压缩机,公称供气量350m3/min,出口压力0.4MPa(绝),为第一次(代)产品;②往复式空压机■特点容量范围广、价格便宜、操作维修方便;出口流量不稳定、出口气体夹带油雾;■类型按汽缸排列位置:V型、W型、L型;按排气压力:高压(8.0~10.0MPa),中压(1.0~8.0MPa),低压(小于1.0MPa),国产低压:双缸二级压缩式,发酵:L型空压机,如4L-20/8型,改装:两个串联汽缸→并联,压力8.0MPa→0.2MPa,排气量增加30-40%;活塞环:金属环→含MoS2的氟塑料环,减少油雾,但排气量减少10% ;(2)旋转压缩机■排气连续均匀、效率高,结构简单紧凑;压缩比值不大,终压﹤0.4MPa,效率较低;■类型大压缩比:转动活板空压机、液环空压机;小压缩比:旋转鼓风机,终压﹤0.8MPa;(3)送风机(通风机)产生的压强差不大;常用:离心式、轴流式;(4)真空泵■类型干真空泵:效率高,96~99.9%;湿真空泵:效率85~90%;按结构分:往复式、回转式、喷射式(蒸汽喷射、水喷射);■常用的真空泵①往复式真空泵W型,卧式单缸,W1~W5型;抽气速率60~770m3/h,极限真空度1333.22Pa(绝);②水环式真空泵③蒸汽喷射真空泵④水喷射真空泵(二)气体输送设备的选择1、列出基本数据气体名称、特性、固含物、菌体量;操作条件:温度,进出口压力、流量;2、确定生产能力和压头选择最大生产能力,取适当安全系数;计算各种阻力,取1.05~1.1倍安全系数;3、选择机型和具体型号4、设备性能核算5、确定安装尺寸6、计算轴功率7、确定冷却剂耗量8、选定电机9、确定台数10、填写设备表,参数汇总(三)空压机的选择实例以3000t/a味精厂空气站空压机的选型;1、基本数据(1)工作介质:高空空气,无易燃易爆和毒性;(2)空气经前置过滤器过滤,含菌数为103~104个/m3(3)安装于专门机房(4)进口温度为常温2、确定生产能力和压头(1)生产能力4个发酵罐,每罐装液量77.5m3;2个二级种子罐,每罐装液量0.775m3;通风比0.15vvm计算;工作状态最大通风量:V’max=(77.5×4+0.775×2) ×0.15=46.7(m3/min)换算为20℃,0.1MPa下体积:V’’max=(0.3×46.7×293)/(305×0.1)=134.6(m3/min)考虑10%余量V max=1.1×134.6=148(m3/min)(2)压头阻力计算:总过滤器阻力:△P1=0.036MPa分过滤器阻力:△P2=20mmH2O=2.0×10-4MPa 液深阻力:△P3=6.4mH2O=0.064MPa其他阻力:△P4=0.02MPa总阻力:△P=∑△P i=0.036+2.0×10-4+0.064+0.02=0.12MPa考虑压头余量10%,压头:△H=1.1△P=1.1×0.12=0.13MPa(3)查设备手册选择设备选择改造的往复式空压机:4L-40/2-3.2型;排气压力:0.2MPa>△H=0.13MPa;排气量:40 m3/min,效率95%,40×0.95=38 m3/min4台总排气量:4×38=152m3/min>V max=148m3/min其他参数如下:吸气温度:≤40℃;排气温度:≤160℃;曲轴转速:430r/min;冷却水耗量:6m3/h;润滑油耗量:150g/h;轴功率:≤120kW;外型尺寸(长×宽×高):2580×1500×1935;重量:3000Kg;电机型号:JR127-8(三相绕线式感应电动机),容量130kW,电压380V,电机重量1620Kg;贮气罐:4.6m3,额定压力0.32MPa,φ1300×4100重量1120kg;厂家:江西气体压缩机厂。
设备的设计与选型概述在设计和选择设备时,一个关键的考虑因素是设备的性能需求和功能需求。
首先,需要考虑设备需要满足的主要功能和性能要求。
例如,对于一台工业机器人,可能需要考虑的主要功能包括精确的定位能力、高速运动能力和可编程的控制系统。
在这种情况下,需要选择的设备可能包括高精度的伺服马达、快速响应的控制器和精确的传感器。
其次,还需要考虑设备的可靠性和维护性。
一台设备的可靠性和维护性会直接影响到其使用寿命和维护成本。
在选择设备时,需要考虑到设备的使用环境和工作条件,选择适合的材料和零部件,以保证设备的可靠性和稳定性。
另外,也需要考虑设备的维护成本和难度,选择容易维护和易于更换零部件的设备。
最后,在选择设备时,还需要考虑到成本和效率。
成本是一个重要的考虑因素,需要根据预算来选择设备。
同时,也需要考虑到设备的效率和生产能力。
一台设备的选择应该能够满足预期的生产需求,并且能够在预算范围内运行。
总的来说,在设备的设计和选择过程中,需要考虑到设备的功能需求、可靠性和维护性以及成本和效率。
在这些方面做出合适的选择,能够有效地满足生产需求并且提高生产效率。
设备的设计与选型是一个涉及众多因素的复杂过程,需要全面考虑设备的功能需求、性能指标、可靠性、维护性、成本效益等方面。
在这篇文章中,将进一步探讨这些因素,并结合实际案例来说明选择设备时需要怎样考虑这些因素。
首先,设备的功能需求是设备设计与选型的出发点。
根据生产任务和工艺流程确定设备需要实现的各项功能,例如生产速度、加工精度、生产规模等。
以制药设备为例,不同的药品可能需要不同的生产工艺,部分药品可能需要严格的温湿度控制,因此对设备的功能需求有着极高的要求。
此时设备需要具备高精度的控制系统、可靠的传感器以及用户友好的界面。
其次,设备的性能需求是设备设计与选型的核心。
性能需求通常包括生产能力、精度、速度、可靠性等指标。
以飞机制造为例,需要选择结构牢固、重量轻、承载能力强的材料来满足飞机的性能需求,同时需要选择高精度的控制系统和先进的动力系统。
设备的选型和设计计算
在进行设备选型和设计计算时,首先需要对所需设备的功能和性能进行充分了解和分析。
这包括设备的工作原理、工作环境、工作条件、使用需求等方面的信息。
一般来说,设备选型和设计计算可以分为以下几个步骤:
1. 确定需求:首先需要明确所需设备的功能和性能要求,包括工作范围、工作负载、精度要求、安全性等方面的要求。
2. 研究市场:对市场上已有的设备进行调研和比较,找出符合需求的设备,并对其性能、价格、可靠性等方面进行评估。
3. 进行设计计算:根据所需设备的工作原理和性能要求,进行设计计算,包括结构设计、材料选用、动力学分析、强度计算等方面的工作。
4. 选型和验证:根据设计计算的结果,选取合适的设备型号,并进行验证,确保其满足设计要求。
5. 不断改进:设备选型和设计计算是一个不断改进的过程,需要不断与市场进行沟通,对新技术、新材料、新工艺进行研究和分析,以提高设备的性能和可靠性。
总之,设备选型和设计计算是一个全面的工程,需要考虑多方面因素,只有充分了解需求并进行科学的分析和计算,才能选出合适的设备并进行有效的设计。
设备的设计与选型概述引言在现代技术环境中,设备的设计与选型是一个非常重要且复杂的过程。
设计一个合适的设备可以提高工作效率、降低成本和提升用户体验,同时对设备的选型也需要考虑到诸多因素,如功能需求、可靠性要求、成本限制等等。
本文将从设备的设计与选型两个方面对该主题进行概述。
设备的设计设备的设计是指通过对需求的分析和规划,确定设备的功能、结构、界面等各个方面的特征。
一个好的设备设计能够提供高质量的产品,满足用户的需求并能够与其他设备或系统无缝集成。
以下是设备设计过程中需要考虑的关键要素:1. 功能需求在设备设计的起点阶段,需要明确设备所需的功能。
这些功能需求可能来自于产品需求文档、市场调研或用户反馈。
在确定功能需求时,需要考虑到设备的原理、工作场景以及用户的真实需求,避免过度设计或功能不足的情况。
2. 结构设计设备的结构设计包括外形设计、内部结构设计和材料选择等。
外形设计要考虑到设备的使用环境、用户体验以及美观度。
内部结构设计需要满足设备的功能需求,并优化布局以提高设备的性能。
材料选择要考虑到设备的质量要求、成本限制、耐久性等因素。
3. 电子设计对于涉及到电子元器件的设备,电子设计是一个重要的环节。
电子设计包括电路设计、信号处理、功耗优化等。
在电路设计过程中,需要考虑到电路拓扑结构、电源管理、信号传输质量等因素。
同时,还需要考虑到电子元器件的可靠性、成本和可供货等因素。
4. 软件设计对于一些带有软件系统的设备,软件设计也是必不可少的环节。
软件设计包括系统架构设计、算法设计、用户界面设计等。
系统架构设计要考虑到系统的模块化、可扩展性和稳定性。
算法设计要优化系统的性能和效率。
用户界面设计要符合用户习惯、简洁易用。
设备的选型设备的选型是根据设备的需求和约束条件,选择合适的设备来满足需求。
设备选型需要综合考虑以下几个方面:1. 功能需求选型的首要条件是设备是否能够满足功能需求。
需要对设备的功能进行详细分析,并与要求进行对比。
12过程设备设计与选型的主要内容过程设备设计与选型是指根据工艺要求和生产需求,对工艺设备进行设计和选择的过程。
在过程设备设计与选型过程中,主要内容包括以下几个方面:1.工艺流程分析:工艺流程分析是一个重要的环节,通过对工艺流程的详细分析,可以确定工艺设备的种类、数量和工艺单元。
在工艺流程分析中,需要考虑原料种类、产量、产品质量要求等因素。
2.设备选型:设备选型是根据工艺要求,从市场上选择适合的设备。
设备选型需要综合考虑设备的性能、质量、技术参数、价格和生产厂家等因素。
根据工艺要求,选定适合的设备可以有效地提高生产效率和产品质量。
3.设备布局设计:设备布局设计是将选定的设备合理地布置在生产场地上。
设备布局的合理与否直接影响到生产效率和工作安全。
在设备布局设计中,要考虑设备之间的空间关系、设备与人员的安全距离、设备的维护通道等因素。
4.设备参数设计:设备参数设计是根据工艺要求和生产需求,对设备的参数进行设计。
设备参数设计包括设备的工作容量、加工速度、温度、压力等参数的确定。
5.设备材料选择:设备材料选择是根据工艺要求和物料性质,选择适合的材料作为设备的制造材料。
设备材料选择需要考虑材料的耐腐蚀性、耐磨性、强度等因素。
6.设备自动化设计:随着科技的发展,许多设备具备自动化的功能。
设备自动化设计是将自动化技术应用于设备中,提高生产效率和产品质量。
7.设备安装调试:设备安装调试是将选定的设备按照设计要求安装到指定位置,并经过调试达到正常运行状态。
设备安装调试需要进行设备连接、管道布局、检查设备各部件是否正常工作等。
过程设备设计与选型的主要内容是为了根据生产需求和工艺要求,选择合适的设备,并进行设计、布局和安装调试等工作,以确保生产的顺利进行和产品的质量达到要求。
此外,过程设备设计与选型还需要考虑经济性和可持续性等因素,以达到节约资源、提高效益的目标。
通过科学合理地进行过程设备设计与选型,可以提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本,并对企业的发展起到推动作用。
设备设计与选型6.1设备设计依据《钢制压力容器》 GB150《压力容器用钢板》 GB6654《奥氏体不锈钢焊接钢管选用规定》 HG20537.1《化工装置用不锈钢大口径焊接钢管技术要求》 HG20537.4《安全阀的设置和选用》 HG/T20570.2《爆破片的设置和选用》 HG/T20570.3《设备进、出管口压力损失计算》 HG/T20570.9《钢制化工容器设计基础规定》 HG20580《钢制化工容器材料选用规定》 HG20581《钢制化工容器强度计算规定》 HG20582《钢制化工容器结构设计规定》 HG20583《钢制化工容器制造技术规定》 HG20584《化工设备设计基础规定》 HG/T20643《压力容器无损检测》 JB4730《钢制压力容器焊接工艺评定》 JB4708《钢制压力容器焊接规程》 JB/T4709《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》 JB4744《压力容器用钢锻件》 JB4726-4726.2典型塔器设计计算与选型6.2.1概述塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一,塔可以使气液相或者液液相之间进行紧密接触,达到较为良好的相际传质及传热的目的。
在塔设备中常见的单元操作有:吸收、精馏、解吸和萃取等。
此外工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥,以及兼有气液两相传质和传热的增湿和减湿等效果。
6.2.2设计依据《化工容器设计》王志文蔡仁良第三版化学工业出版社《化工设计概论》李国庭等著化学工业出版社《化工工艺设计手册》第二版化学工业出版社6.2.3设计原则作为主要用于传质过程的塔设备,首先必须使气液两相能充分接触,以获得较高的传质效率。
此外,为满足工业生产的需要,塔设备还得考虑下列各项要求:(1)生产能力大。
在较大的气(汽)液流速下,仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液、或液泛等破坏正常操作的现象;(2)操作稳定、弹性大。
当塔设备的气(汽)液负荷量有较大波动时,仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作,并且塔设备应保证能长期稳定操作;(3)流体流动的阻力小,即流体通过塔设备的压降小。
这将大大节省生产中的动力消耗,以降低正常操作费用。
对于减压蒸馏操作,较大的压力降还将使系统无法维持必要的真空度;(4)结构简单、材料耗用量小,制造和安装容易。
这可以减少基建过程中的投资费用;(5)耐腐蚀和不易堵塞,方便操作、调节和检修。
事实上,对于现有的任何一种塔器,都不可能完全满足上述所有要求,但是我们可以在某些方面做到独特之处。
以此来达到较大的生产效率,提高企业的生产效益。
6.2.4塔结构尺寸确定依据塔设计依据于CAMCAD软件模拟结果。
经过灵敏度分析,得出最优塔板数和回流比,然后根据塔设计标准方法计算出各个塔的塔径与塔高。
6.2.5塔设备设计影响因素6.2.5.1与操作条件有关的因素(1)若气相传质阻力大(即气相控制系统,如低黏度液体的蒸馏,空气增湿等),宜采用填料塔,因填料层中气相呈湍流,液相为膜状流。
反之,受液相CO),宜采用板式塔,因为板式塔中液相呈湍流,用气体控制的系统(如水洗2在液层中鼓泡;(2)大的液体负荷系统,可选用填料塔,若用板式塔时宜选用气液并流的塔型或选用板上液流阻力较小的塔型。
此外,导向筛板塔盘和多降液管筛板塔盘都能承受较大的液体负荷;(3)低的液体负荷,一般不宜采用填料塔。
因为填料塔要求一定量的喷淋密度,但网体填料能用于低液体负荷的场合;(4)液气比波动的稳定性,板式塔优于填料塔,故当液气比波动大时,选用板式塔。
6.2.5.2其他因素(1)对于多种情况,塔径小于800mm时,不宜采用板式塔,宜用填料塔。
对于大塔径塔设备来说,需进行加压或常压操作时,应优先选用板式塔;对于减压操作过程,宜采用新型填料;(2)一般填料塔比板式塔重;(3)大塔以填料塔造价便宜。
因填料价格约与塔体的容积成正比,板式塔按单位面积计算的价格,随塔径增大而减小。
6.2.6塔的分类与总体结构(1)分类①按操作压力:加压塔;常压塔;减压塔。
②按单元操作:精馏塔;吸收塔;解吸塔;反应塔;干燥塔;萃取塔。
③按形成相际接触界面:固定相界面;流动过程中形成相界面。
④按内件结构:其中按内部结构又可分为以下两种:a.板式塔,塔内装有一定数量的塔盘,是气液接触和传质的基本构件;属逐级(板)接触的气液传质设备;气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层,使气液相密切接触而进行传质与传热;两相的组分浓度呈阶梯式变化。
b.填料塔,塔内装有一定高度的填料,是气液接触和传质的基本构件;属微分接触型气液传质设备;液体在填料表面呈膜状自上而下流动;气体呈连续相自下而上与液体作逆流流动,并进行气液两相的传质和传热;两相的组分浓度或温度沿塔高连续变化。
(2)总体结构:①塔体:即塔外壳,包括筒节、封头、连接法兰等。
除操作压力(内压或外压)、温度外,要考虑风载、地震载荷、偏心载荷及试压、运输吊装时的强度、刚度、稳定性等要求。
②内件:塔板或填料及支承装置等。
③支座:塔体与基础的连接结构,一般采用裙式支座。
④附件:人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台、保温层等。
板式塔与填料塔的主要结构特点列于表6-1:表 6-1 板式塔和填料塔的主要特点比较P↑,ρv ↑,流量又大,易引起液相严重返混;P↑,T↑,σ↑,填料塔中两相分离变难在实际操作中,塔盘的结构在一定程度上仍然影响着操作的流体力学状态和传质性能的优劣。
现将各种板式塔的优缺点及用途列于表 6-2:表 6-2 各种板式塔的优缺点及用途6.2.7塔设备设计举例根据以上基本原则,以 DMO精馏塔(T0201)为例,进行详细设计。
其它塔设备的设计与该精馏塔的设计方法相同。
6.2.7.1塔的基础数据根据T0201的处理量及物性,我们选择板式塔。
根据操作条件,物系的组成和特点及要达到的分离要求,考虑到设备的制造、维修成本,我们选浮阀塔作为本项目的塔类型。
塔设计依据于Aspen plus软件模拟结果。
经过灵敏度分析,得出最优塔板数为15和回流比为2.7。
T0201塔的基础参数如下表6-3 T0201塔参数6.2.7.2精馏塔结构设计我们将得到的aspen模拟数据输入到cup-tower中,进行计算,可得到塔的设计数据。
我们对塔也进行了详细计算。
(一)塔径的计算塔的直径根据适宜的空塔气速和蒸汽流量按下式求出:uV D Sπ4=max6.0u u =,max u 为空塔的泛点:VV L C u ρρρ-=maxC 为蒸汽负荷因子2.02020⎪⎭⎫ ⎝⎛=L C C σ,20C 根据Smith 图查得图中横坐标:3124.089.9644284.145.71583.58121=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛L V G L ρρ 图中纵坐标为L T h H -:板间距取m H T 6.0=,板上液层高度 m h L 078.0=,mm h H L T 522=-。
由以上数据查的07.020=C ,则:077.0206.3107.0202.02.020=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛=L C C σs m Cu V V L /24284.14284.189.964077.0max =-=-=ρρρ s m u u /2.126.06.0max =⨯=⨯=m u V D S 2.136002.162.501144=⨯⨯⨯==ππ 按《GB9019-2001T 》塔径尺寸圆整,则m D T 2.1= 实际塔截面积:2231.14m D A T T ==π实际空塔气速:s m A V u T S /32.131.13600/62.5011/===安全系数:62.02/23.1/==F u u ,在0.6-0.8安全系数范围内。
根据以上结果,初步认定塔径取1.2m 是合理的。
(二)塔板主要工艺尺寸计算塔板主要尺寸的确定:1.溢流装置采用双溢流型的平顶弓形溢流堰、弓形降液管、平形受液盘,且不设进口内堰。
(1)溢流堰长(出口堰长)w L 取m 48.02.17.07.0T w =⨯==D L堰上溢流强度h)m (/m 130~100h)m (/m 9348.0/236.60/335.25.2h ⋅<⋅==W L L ,满足筛板塔的堰上溢流强度要求。
(2)出口堰高w h对平直堰3/2w h ow )/(00284.0L L E h =由7.0/T w =D L 及9384.0/236.60/5.22.5w h ==L L ,取0.1=E ,于是: m 006.0m 490.0)924.0/236.60(0.100284.03/2ow >=⨯⨯=h (满足要求)因为w h 不能超过板间距的15%,故取得出口堰高为m h w 05.0= (3)降液管的宽度d W 和降液管的面积f A由7.0/T w =D L ,查弓形降液管几何关系图得142.0/T d =D W ,177.0/=T f A A即:m 17.0142.02.1d =⨯=W ,22TT 3m 1.1785.0==D A ,2f m 20.0=A 。
液体在降液管内的停留时间s 5s 2.7)3600/236.60/(6.020.0/T f >=⨯==h L H A τ(满足要求)(4)降液管的底隙高度o h液体通过降液管底隙的流速一般为0.07~0.25m/s ,取液体通过降液管底隙的流速m/s 25.0o='u ,则有:m 055.0360025.02.1236.60ow o =⨯⨯='=u L L h h (o h 不宜小于0.02~0.025m ,本结果满足要求)2. 阀孔孔径:孔径的大小直接影响塔板操作性能。
在开孔率、空塔汽速和液流量相同的条件下增大孔径,虽可减小板压降,不易阻塞,但漏液量增大,操作弹性降低。
一般工业上常用的孔径经常取mm 4~3,结合本设计mm d 390=为宜。
3. 阀孔中心距0t 和开孔率0Φ:开孔一般采用正三角形排列,筛孔中心距0t 取0t =75mm245.075399069.09069.0220=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=td ϕ 所以开孔率0ϕ为24.5%,大于15%,开孔率过大,容易产生漏液,在操作时要特别注意控制操作条件,以免漏液。
4. 塔板厚度p t :在塔板结构强度、刚度许可的条件下,应尽可能选取较薄的板材制作塔板,这不仅可以降低干板压降,而且可以改善气液接触状态。
浮阀塔塔板有2mm 、3mm 、4mm 三种厚度的塔板,本塔选用3mm 厚度的塔板。
5. 浮阀数及排列方式: (1)浮阀数初取阀动能因数100=F ,阀孔气速为:s m F u V/6.82844.1100===ρ 每层塔板上浮阀个数个13536006.8039.0462.5011360042020≈⨯⨯⨯=⨯=ππu d V N s(2)浮阀的排列浮阀有多种排列方式,在本项目的反应器中,以三角形排列为好,各排浮阀垂直于液流方向,使气液两相均匀接触。